• Journal of Plant Biotechnology
• /
• 제49권4호
• /
• pp.307-315
• /
• 2022

개똥쑥은 말라리아 등 다양한 질병의 치료물질인 artemisinin 제공하나, 식물체 내 농도가 낮고, 생산이 불안정하여 국제적 수요에 대응하지 못하고 있다. 재배환경을 인공적으로 제어하는 식물공장 시스템은 계절이나 장소에 제한 없이 약용식물의 공장식 생산체계가 가능하다(Kim 2010). 본 연구에서는 식물공장에서 개똥쑥의 artemisinin의 대량생산이 가능한 최적의 조건을 찾기 위하여 파종부터 수확까지 적색광(R)과 청색광(B)을 혼합한 3종류의 LED (R : B = 6 : 4, 7 : 3, 8 : 2)에서 생장 및 물질생산에 적합한 광조건을 탐색하였다. 개똥쑥의 수확 전, 1,395 ㎼/cm²의 UV-B, 4℃의 저온, 그리고 건조 처리로 식물에 hormesis를 유도하여 artemisinin의 생산 증가를 확인하였다. Artemisinin 생합성에 관여하는 효소들 중에서 ADS, CYP, ALDH1의 발현량을 qPCR로 측정하였고, artemisinin 정량을 통해 전사체와 대사물질의 연관성을 확인하고, artemisinin 생산에 적합한 재배 광조건과 hormesis 처리 조건을 탐색하였다. 3종의 LED 비율 중 8 : 2에서 높은 생체중 및 건물중을 생산했으며, hormesis를 유도하기 위한 3종의 물리 처리에서 이를 통해 7 : 3 식물을 수확전 6시간 건조처리했을 때 artemisinin 함량이 약 2배 증가하였다.

• 생명과학회지
• /
• 제27권7호
• /
• pp.754-759
• /
• 2017

100 l scale 미세조류 배양 시스템은 LED 광을 기반으로 자체 제작하였으며 Nannochloropsis oculata를 f/2 medium에서 광도($100{\mu}mol/m^2/s$), 배양온도($20^{\circ}C{\pm}1^{\circ}C$), LD cycle (12 hr)으로 배양하였다. 그 결과 LED blue (475 nm)에서 $100{\mu}mol/m^2/s$의 광도, 24 mg/l의 nitrate 농도에서 100 l 대량배양 결과 최대 biomass인 1.07 g/l를 배양하였다. 이렇게 배양된 미세조류에서 유용물질을 추출의 위한 추출방법을 확보하고 나아가 산물의 추출, 농축 및 건조공정 기술을 최적화하고자 하였다. 추출은 물리적인 방법인 sonicator, homogenizer를 이용한 파쇄법과 화학적인 방법인 0.5M HCl 파쇄법을 이용한 결과 chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoid 함량은 물리적인 파쇄법인 sonicator를 이용 시 1.6, 0.5, 0.3 mg/g cell, homogenizer 이용 시 1.0, 0.6, 0.2 mg/g cell로 측정되었다. 0.5M HCl의 화학적 파쇄법 이용 시 chlorophyll a, chlorophyll b 함량은 0.9, 0.8 mg/g cell으로 측정되었다. 파쇄시간당 추출되는 영양물질이 가장 높은 시간은 15 min 파쇄 시 3.6 mg/g cell로 측정되었으며 acetone, methanol, ethanol의 3가지 용매 중 acetone이 3.6 mg/g cell로 효과적이 용매로 측정되었다. 농축은 2종류의 연속원심분리장비(tubular type, disk type), 마이크로필터, 필터프레스 4종 장비를 이용하여 시험한 결과 마이크로필터, disk type 연속원심분리기, Tubular type 연속원심분리기의 경우 16.0, 1.1, 0.5 g/l의 순으로 시간당 수율을 확인하였다. 건조공정 최적화를 위하여 열풍건조기, 진공건조기, 분무건조기, 동결건조기 등의 4종 시생산설비를 이용해 미세조류의 시간당 회수율 분무건조기는 Dextrin 0.5 kg이 첨가되면 회수율이 80%이지만 순도가 떨어졌고 동결건조기 회수율은 60%로 측정되었다.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제28권1호
• /
• pp.126-134
• /
• 2015

LED 광원을 달리하여 재배한 감초지상부의 항산화, 항돌연변이원성을 평가하였다. BL-0에서 DPPH 라디칼 소거활성에서 $EC_{50}$이 $3.02{\pm}0.13{\mu}g/ml$와 ABTS 라디칼 소거활성은 $EC_{50}$이 $2.18{\pm}0.18{\mu}g/ml$와 환원력이 가장 높게 나타났다. 폴리페놀함량은 $2.93{\pm}0.11g/100g$으로 가장 높게 나타났으며, RL-0에서는 항산화 활성이 가장 낮게 나타났다. 항돌연변이원성 평가에서 직접변이원인 1-NP에 대해 모든 실험군에서 돌연변이 억제효과를 나타냈으며, 간접변이원인인 Trp-P-1, Trp-P-2, $AFB_1$에 대해서는 BL-0에서 가장 높은 돌연변이 억제효과를 나타냈고, 2-AA에서는 RL-1에서 돌연변이 억제가 높게 나타났다. 청색광 LED (650 nm)와 적색광 LED (450 nm)를 이용하여 재배한 감초지상부의 성분변화를 관찰하기 위해 GC/MS를 이용해 분석한 결과 25분에서 RL-1에서만 cytidine이 검출되었고, 37분에서 BL-0에서만 2-bromotrimethylene glycol이 특정적으로 검출되었다. 이는 LED광원 조건에 따라 감초 경엽의 성분이 차이가 있음을 보여준다. 이 성분들이 생리활성에 어떤 영향을 주는지는 더 검토해야할 부분이다.

• 감성과학
• /
• 제16권4호
• /
• pp.517-526
• /
• 2013

본 연구는 스마트 포토닉 의류 중 발광 의류에 적용될 수 있는 유연 광섬유 직물 디스플레이의 구현 방식을 고찰하였다. 유연 광섬유의 가공방법, 직물의 디스플레이 반사구조, 광원 색채에 따른 고유 휘도를 비교 분석하고, 이를 토대로 발광효과가 높은 광섬유 직물 디스플레이의 최적의 조건을 도출하고자 하였다. 광섬유가공방법은 '직물화전 에칭(Pre-etching) 방법'과 '직물화후 에칭(Post-etching) 방법'을 비교하였고, 직물의 디스플레이 반사구조는 '백색 직물(White Fabric)'과 '재귀반사 직물(Reflective Fabric)'을 사용한 두 경우를 비교하였다. 광원 색채는 RGB(Red, Green, Blue)의 휘도값을 비교함으로써, 유연 광섬유 가공방법과 배면소재에 따른 휘도값 차이를 광원 색채별로 비교 분석하였다. 분석 결과, 유연 광섬유의 가공방법과 직물의 디스플레이 반사구조의 두 직물화 방식의 변인 중 유연 광섬유의 가공방법이 직물의 디스플레이 반사구조보다 더 지배적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 유연 광섬유의 가공방법 중에서는 '직물화후 에칭' 방식이 '직물화전 에칭' 방식보다 광섬유 직물의 발광효과를 높이는데 좀 더 주요한 것으로 나타났고, 직물의 디스플레이 반사구조에서는 전반적으로 '재귀반사 직물' 배면이 '백색 직물' 배면에 비해 유연 광섬유 직물의 발광효과를 높이는데 더 효과적인 것으로 나타났다. 유연 광섬유 직물 디스플레이의 발광효과를 높이기 위한 최적의 구현 조건은 유연 광섬유의 '직물화후 에칭' 방식과 '재귀반사 직물'의 배면 배치가 조합되는 경우인 겻을 알 수 있었다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제14권4호
• /
• pp.205-212
• /
• 2009

부착미세조류에 의한 생물적 환경정화의 가능성을 시험하기 위해서 Nitzschia sp.(진해만 클론원종)을 이용하여, 생장에 미치는 광도 및 파장의 영향과 인산염 생장 동력학 실험을 수행하였다. 파장은 발광다이오드를 이용하여 청색(450 nm), 황색(590 nm), 적색(650 nm)그리고 형광등을 이용한 복수파장이었다. 청색파장에서 Nitzschia sp.의 생장은 다른 파장보다 높았으나, $100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$ 이상의 광량에서는 광저해현상을 보였다. 복수파장에서도 높은 광량($100\;{\mu}mol$ photons $m^{-2}\;s^{-1}$이상)에서 최대세포밀도가 감소하는 현상이 나타났다. 진해만에서 복수파장의 보상광량($I_0$)에 해당하는 수심은 4-10 m이며, 부유물질에 따라 하계에는 수심(약 4m)이 극히 낮았다. 따라서 최대생장을 보일 수 있는 수심은 제한될 것으로 보인다. 생장동력학 실험에 따라 유도된 파장별 최대생장속도는 달랐지만, 반포화상수($K_s$)는 큰 차이가 없었다. $K_s$는 다른 부유성 미세조류와 비교하여 높아, 높은 인산염 환경에 적응되어 있으며, 세포내 인의 축척효율이 높을 것으로 보인다. 따라서 저층에 특정파장(생장 촉진효과를 보인 청색파장 등)을 주사함으로써 Nitzschia sp.의 생장을 촉진시켜 부영양화 된 저질의 영양염을 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 보이며, 이에 따라 빈산소 문제도 해소할 수 있어 생물적 환경정화에 유용한 대상 종으로 생각된다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제38권4호
• /
• pp.225-236
• /
• 2019

인공광 식물공장에서는 작물을 생산하기 위하여 일반적으로 화학비료 유래 무기성분을 포함하는 배양액을 시용하여 수경재배한다. 본 연구에서는 광질이 상이한 식물공장에서 관행의 무기배양액 일부 또는 전량을 유기배양액으로 대체할 수 있는 폐기 농업부산물 유래 유기배양액을 시용하여 수경재배하고 작물의 생장에 미치는 영향을 검토하였다. 청색, 적색 및 백색 LED를 1:2:1의 비율로 혼합한 혼합LED 및 관행의 형광등 조사 조건에서 적치마와 청치마 상추 실생묘를 35일간 수경재배한 결과, 적치마와 청치마 상추의 생체중 및 전개엽수 증가는 형광등을 조사한 Y구에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 그러나 유·무기 혼합배양액 처리구인 YK 및 YTJ에서는 오히려 혼합LED 조사구에서 증가하였다. 유기배양액 단용 또는 유·무기 혼합배양액 처리시 엽내 SPAD치는 두 실생묘 모두 Y구와 유사하거나 증가하는 경향을 나타내었다. 관행의 무기배양액인 Y구에서 배양액내 구성성분 중 가장 많은 양을 차지하고 있는 무기성분인 NO₃-N은 재배 개시일에 약 97 mg/L으로, 적치마와 청치마 상추 실생묘에서 모두 재배기간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 보였다. 적치마의 경우 재배종료시 각 처리구별 NO₃-N 농도는 형광등 조사시 약 29 mg/L, 혼합LED 조사시 24 mg/L였으며, 청치마의 경우 형광등 조사시 약 26 mg/L, 혼합LED 조사시 47 mg/L로, 초기 투입량 대비 25~48% 정도의 양이 재배종료시까지 흡수되지 않고 남아 있었다. 재배개시일 NH₃-N 농도는 Y구3-N 잔여량은 약 13%로 최대값을 나타내었다. 관행의 무기배양액내 질산태질소는 작물체에 흡수되어 생체중, 엽수 증가와 같은 지상부 생장을 좌우하는 주요 성분이지만 재배종료시까지 전량이 흡수되지 않고 남아 있는 것으로 보아 상추 수경재배시 배양액내 질산태질소의 초기 투입량을 조절할 필요성이 대두되었다. 연구결과 농업부산물 유래 유기배양액을 활용하여 적치마와 청치마 상추를 수경재배할 경우 유기배양액 단용보다 유·무기 혼합배양액 시용으로 유기배양액내 부족한 질소 성분을 무기질소로 보충할 수 있어 무기성분 사용량 저감이 기대된다. 또한 상추 실생묘의 양적생장 추이와 달리 엽내 색소합성이 관행 무기배양액보다 특정 유기배양액 단용 또는 혼용에 의해 유의하게 증가하는 것으로 보아 작물체내 물질합성량, 유기배양액 사용기간 및 재이용 등 유기배양액의 화학적 특성 변화에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 치위생과학회지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.393-398
• /
• 2015

성공적인 보철치료를 위해서 가장 필요한 선행조건 중 하나는 환자의 구강과 정확한 모형의 제작이다. 최근 치과용 캐드캠을 이용한 보철물의 제작 수요가 증가함에 따라 본 연구에서는 총의치 제작을 위한 디지털 모형의 정확도를 평가함으로써 해당 임상가(치과의사, 치과위생사, 치과기공사)들에게 참고자료를 제시하고자 하였다. 이를 위해 기존 아날로그 제작 방식에 의한 석고 모형(대조군)과 이를 스캔하여 제작한 디지털 모형(실험군)을 각각 20개씩 제작 후 정확도 평가를 위한 6개의 계측지점을 선정하였다. 두 집단의 모형에서 측정된 6개의 계측지점의 평균을 비교 평가하는 방식으로 디지털 모형의 정확도를 평가하였다. 본 연구 결과 치과용 스캐너를 이용하여 제작된 디지털 모형이 아날로그 모형보다 작게 제작된다는 것을 알 수 있었으나 이는 통계적으로 유의하지 않았다. 또한 두 집단의 모형들에서 측정된 계측거리의 평균의 차이는 계측거리 별로 0.05~0.45 mm로 조사되었는데, 이러한 차이는 기존 선행 연구들에 근거하였을 때 그 정도가 미비한 것으로써 최종 보철물의 성패에는 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있었다. 최근 치과용 캐드캠을 이용한 보철물의 제작 수요는 증가하고 있는데 반해 디지털 모형의 정확도와 관련한 연구는 매우 부족한 것을 감안하였을 때 본 연구는 관련 실험을 통해 결과를 도출하여 해당 임상가(치과의사, 치과위생사, 치과기공사)들에게 참고자료를 제시하고자 하였다는 점에서 의의가 있다고 생각된다. 본 연구 결과들을 종합하고, 선행 연구들의 결과에 비추어 보았을 때 치과용 캐드캠을 이용한 총의치 제작 시 제작되는 디지털 모형은 임상적으로 허용이 가능할 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.17-22
• /
• 1999

다공질 실리콘을 이용한 마이크로센서와 마이크로액츄에이터의 연구는 현재 초기단계에 있기 때문에, 지금까지 발광 다이오드나 화학 센서 등과 같은 몇몇 응용 소자가 발표된 수준에 머물러 있다. 본 논문에서는 화학 센서와 광소자를 중심으로 다공질 실리콘 센서 및 액추에이터 연구현황을 고찰 보고하고자 한다. 정전용량형 다공질 실리콘 습도센서의 감습 특성은 비선형이였으며, 저습보다는 $40\%RH$ 이상의 고습영역에서 더 높은 감도를 나타내었다. 다공질 실리콘 $n^+-p-n^+$ 소자는 에탄올에 노출되었을 때 소자 전류가 급격히 증가하였다. 다공질 실리콘 다이어프램에 제작된 $p^+-PSi-n^+$ 다이오드는 광 스위칭 현상을 나타내어 광센서 또는 광스위치로써의 응용 가능성을 보여주었다. 다공질 실리콘에 365nm를 조사해서 얻어진 광루미네센스(PL)는 넓은 스펙트럼을 보였으며, 피크 파장은 610 nm이었다. ITO/PSi/In LED의 전계발광(EL)스펙트럼은 PL에 비해 약간 더 넓은 영역에 걸쳐 나타났으며, 피크 에너지가 단파장(535nm)으로 이동하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제44권3호
• /
• pp.284-288
• /
• 2006

분무열분해법을 이용하여$(Ca,Sr)_{2-y}MgSi_2O_7:Eu^{2+}{_y}$ 형광체 분말을 제조하고 $Eu^{2+}$의 농도, 후열처리온도 변화 및 Ca/Sr 비에 따른 발광특성을 조사하였다. 또한, Ca/Sr의 비를 변화시켜 발광특성의 변화를 관찰하였다. $Ca_2MgSi_2O_7$나 $Sr_2MgSi_2O_7$ 분말 모두 $1,000^{\circ}C$ 이상의 온도에서 열처리를 했을 때 순수한 정방정계 상이 제조되었다. $Ca_2MgSi_2O_7:Eu^{2+}{_y}$ 녹색 형광체는 $Eu^{2+}(y)$의 농도가 5 mol％, 후열처리 온도가 $1,250^{\circ}C$ 일 때 가장 높은 발광 강도는 보였다. ${(Ca_{1-x},Sr_x)}_{1.95}MgSi_2O_7:{Eu^{2+}}_{0.05}$의 발광 파장은 Sr의 농도가 증가함에 따른 결정장 감소로 인해 524nm에서 456nm로 점진적으로 blue shift 되었다. $Sr_2MgSi_2O_7:Eu^{2+}$는 Sr 자리에 약 10 mol％ Ca를 치환시킴으로써 청색 형광체의 발광 강도는 크게 향상되었다. 제조된 분말들은 치밀하지 못하고 다공성 구조를 가져 후열처리 전에는 구형을 유지하였으나 열처리($900{\sim}1,300^{\circ}C$) 후에는 구형의 형상을 잃고 입자들 간의 응집이 발생하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.1-16
• /
• 2023

LED용 비희토류 기반 strontium-aluminate 계 적색 발광 형광체를 고상반응법으로 합성하였고, 합성온도 및 Mn⁴⁺ 활성제 첨가량이 형광체의 발광특성에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 합성된 SrAl₂O₄:Mn⁴⁺ 형광체는 330 및 460 nm 근처 파장에서 피크가 나타나는 근자외선 및 청색 영역의 광대역 흡광 특성과 644, 658, 및 673 nm 근처의 세 개의 피크로 이루어진 삼중밴드 형태의 deep red 발광 특성을 나타내었다. 합성온도 1600℃, 0.5 mol% Mn⁴⁺ 이온 첨가량에서 합성된 SrAl₂O₄:Mn⁴⁺ 형광체가 가장 우수한 발광 특성을 나타내었고, 0.7 mol% 이상의 첨가량에서는 농도소광이 관찰되었다. FE-SEM 및 DLS 입도크기분포 분석 결과 합성된 SrAl₂O₄:Mn⁴⁺ 형광체 2~6.4 ㎛의 입도 분포 및 불규칙한 구형을 나타내며 약 4 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 것으로 조사되었다.